DB32／T 4487-2023 制動電機動態(tài)力矩測試方法

ICS29.160.99

CCSK26

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DB32/T4487—2023

制動電機動態(tài)力矩測試方法

Testmethodfordynamictorqueofbrakemotor

2023-06-26發(fā)布2023-06-26實施

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DB32/T4487—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。

本文件由江蘇省市場監(jiān)督管理局提出并歸口。

本文件起草單位：江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院、無錫市恒鑫機電制造有限公司、無錫新大力

電機有限公司。

本文件主要起草人：蘇文勝、孫培江、謝一麟、許晨旭、李云飛、王欣仁、王勤生、丁新其、馬龍、范雪騏、

黃正宏、趙衛(wèi)國、王松雷、胡東明、巫波、陳曉丹、薛志鋼、徐鵬程、楊小姜、高良。

Ⅲ

DB32/T4487—2023

制動電機動態(tài)力矩測試方法

1范圍

本文件描述了采用加速度法測量制動電機動態(tài)力矩的測試方法。

本文件適用于錐形轉(zhuǎn)子電機、帶電磁圓盤式制動器的制動電機動態(tài)力矩測試。

2規(guī)范性引用文件

本文件沒有規(guī)范性引用文件。

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

制動器brake

具有使運動部件或運動機械減速、停止或保持停止狀態(tài)等功能的裝置。

[來源：GB/T26665—2011，2.1]

3.2

制動力矩brakingtorque

制動部件與運動部件（或運動機械）間產(chǎn)生的直接迫使運動機械減速、停止的力矩。

[來源：GB/T26665—2011，4.2，有修改]

3.3

轉(zhuǎn)動慣量momentofinertia

物體的各個質(zhì)點的質(zhì)量與質(zhì)點到規(guī)定軸線的距離（半徑）平方乘積的總和（積分）。

[來源：GB/T755—2019，3.24]

3.4

制動轉(zhuǎn)速brakingrotationalspeed

開始制動時，運動部件（或運動機械）的轉(zhuǎn)速。

[來源：GB/T18276—2017，3.1]

3.5

錐形轉(zhuǎn)子電動機conicalrotormotor

轉(zhuǎn)子呈圓錐臺形的電動機。

[來源：GB/T2900.25—2008，411?33?29]

3.6

電磁圓盤式制動器diskelectromagneticbrake

借助電磁力的作用，用圓盤的端面作為摩擦副接觸面，產(chǎn)生或消除制動功能的制動器。

3.7

制動電機brakemotor

具有附加圓盤式制動器的三相異步電動機。

1

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4儀器裝置

4.1光電編碼器

通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，通過計算每秒光電編碼

器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當前電動機的轉(zhuǎn)速。其性能應(yīng)能夠保證可以對測試裝置的轉(zhuǎn)速進行實時采

集，其數(shù)據(jù)采集頻率不低于50Hz。

4.2測試裝置

制動電機動態(tài)力矩測試裝置見圖1，其構(gòu)成至少應(yīng)包括底座，軸器，軸承支撐座，慣量盤，光電編碼

器，電機控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速采集、計算和顯示系統(tǒng)。

標引序號說明：

1——被試制動電機；

2——制動電機安裝底座；

3——聯(lián)軸器；

4——軸承支撐座；

5——慣量盤（已配置）；

6——測試裝置底座；

7——慣量盤（未配置）；

8——光電編碼器。

圖1制動電機動態(tài)力矩測試裝置

5測試條件

5.1環(huán)境要求

制動電機動態(tài)力矩測試環(huán)境符合以下要求：

a）溫度：-20℃~+40℃；

b）海拔不應(yīng)超過1000m；

c）環(huán)境中不應(yīng)有易燃、易爆的氣體和介質(zhì)。

5.2安全要求

制動電機動態(tài)力矩測試過程中相關(guān)操作符合以下安全要求：

2

DB32/T4487—2023

a）測試作業(yè)場地應(yīng)干燥，并設(shè)置警示隔離區(qū)和警示牌；

b）電磁鐵勵磁線圈絕緣電阻在冷態(tài)下不應(yīng)小于20MΩ；

c）電磁鐵勵磁線圈應(yīng)能承受歷時1min的耐電壓試驗而不發(fā)生擊穿，試驗電壓的頻率為50Hz，并

盡可能為正弦波形，電壓有效值參照表1，此時，整流元件應(yīng)脫開進行。

表1介電試驗電壓

額定勵磁電壓（U1）介電試驗電壓（交流、有效值）（U2）

VV

≤601000

U1

60<≤3002000

U1

300<≤6602500

U1

6測試程序

6.1測試安裝

制動電機通過聯(lián)軸器安裝在測試裝置上，安裝水平度要求為0.05mm/m~0.1mm/m。

6.2單次制動功計算

根據(jù)被試制動電機規(guī)格選擇制動初轉(zhuǎn)速，計算許用單次制動功，按式（1）計算：

πnM

=0d……（1）

W60

式中：

W——許用單次制動功，單位為焦耳（J）；

——r/min

n0制動初轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分（）；

——Nm

Md額定制動力矩，單位為牛米（·）。

6.3擬配置慣量計算

根據(jù)計算所得許用單次制動功，計算擬配置慣量大小，按式（2）計算：

W

∑J=182……（2）

12

n0

式中：

∑——kgm2

J1制動軸上擬配置的轉(zhuǎn)動慣量，單位為千克平方米（·）。

6.4實際配置慣量計算

制動電機動態(tài)力矩測試實際配置慣量按照以下方式計算。

a∑∑

）實際配置轉(zhuǎn)動慣量時，依據(jù)J1的大小、測試裝置自身慣量J2和測試裝置實際慣量盤的設(shè)計

∑

要求，配置實際增加慣量J3。

b）測試裝置總轉(zhuǎn)動慣量∑J，按式（3）計算。

∑=∑+∑……3

JJ2J3（）

式中：

∑——kgm2

J2測試裝置自身的轉(zhuǎn)動慣量，單位為千克平方米（·）；

3

DB32/T4487—2023

∑——kgm2

J3制動軸上實際配置的轉(zhuǎn)動慣量，單位為千克平方米（·）。

c）實際配置總轉(zhuǎn)動慣∑J滿足式（4）的要求。

|∑J-∑J|

|1|×100%≤5%……（4）

|∑J|

6.5動態(tài)力矩測試

6.5.1跑合試驗

6.4∑20

依據(jù)的計算，將慣量J3配置到測試裝置中，進行不超過次的跑合試驗，使制動器摩擦片受

力均勻。

6.5.2數(shù)據(jù)采集

制動電機動態(tài)力矩測試數(shù)據(jù)采集按照如下要求：

a

）根據(jù)制動電機性能，將制動電機加速到額定轉(zhuǎn)速n1；

b）制動電機達到額定轉(zhuǎn)速并保持穩(wěn)定后，斷電制動，光電編碼器同時采集制動電機速度變化，一直

到速度降為0，數(shù)據(jù)采集完成。

6.5.3數(shù)據(jù)計算

制動電機動態(tài)力矩測試數(shù)據(jù)計算按照如下要求：

a）動態(tài)力矩采用加速度法計算；

b

）整個測試過程中的轉(zhuǎn)速由編碼器測試并由計算機等間隔不斷采集轉(zhuǎn)速信號n0，n1，n2，n3，…，

n，n；計算機運算模型如下：

n-1n

∑J(n-n)

M=01η………（5）

bd19.55t

∑J(n-n)

M=12η………（6）

bd29.55t

∑J(n-n)

M=23η………（7）

bd39.55t

∑J(n-n)

M=n-1nη………（8）

bdn9.55t

式中：

M，M，M，…，M——第1段，第2段，第3段，……，第n段平均制動力矩，單位為牛米

bd1bd2bd3bdn

（N·m）；

——r/min

n0制動初轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分（）；

n，n，n，…，n——第1段，第2段，第3段，……，第n段末轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分（r/min）；

123n

t——第1段，第2段，第3段，……，第n段時間取值，采樣頻率為f時t=

1/f，單位為秒（s）；

η——試驗臺總軸承效率，取0.98。

c）進行3次動態(tài)力矩測試，取平均值作為測試結(jié)果。

6.5.4結(jié)果驗算

驗算每次試驗的實際平均制動力矩，按式（6）計算：

n∑J

M=0η…………（9）

d09.55

ts

4

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式中：

——Nm

Md0動態(tài)制動力矩，單位為牛米（·）；

——s

ts有效制動時間，單位為秒（）。

6.5.5力矩曲線生成

依據(jù)6.5.3的數(shù)據(jù)，由計算機生成動態(tài)力矩曲線。僅供參考的力矩曲線樣式見附錄A。

7測試報告

測試報告至少應(yīng)給出以下幾個方面的內(nèi)容：

a）被測試制動電機型號規(guī)格；

b）測試時間；

c）制動電機額定力矩；

d）測試結(jié)果。

僅供參考的測試報告樣式見附錄B。

5

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附錄A

（資料性）

制動電機動態(tài)力矩曲線

制動電機動態(tài)力矩曲線見圖A.1。

圖A.1制動電機動態(tài)力矩曲線

6

DB32/T4487—2023

附錄B

（資料性）

制動電機動態(tài)力矩測試記錄表

制動電機動態(tài)力矩測試記錄表見表B.1。

表B.1制動電機動態(tài)力矩測試記錄表

產(chǎn)品信息

企業(yè)名稱

產(chǎn)品名稱

型號規(guī)格產(chǎn)品編號

額定勵磁電壓額定初轉(zhuǎn)速

額定制動力矩測試日期

測試數(shù)據(jù)

動態(tài)力矩1絕緣電阻

動態(tài)力矩2耐電壓測試

動態(tài)力矩3平均動態(tài)力矩

動態(tài)力矩測試曲線1：

動態(tài)力矩測試曲線2：

動態(tài)力矩測試曲線3：

備注

7

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參考文獻

［1］GB/T755—2019旋轉(zhuǎn)電機定額和性能

［2］GB/T2900.25—2008電工術(shù)語旋轉(zhuǎn)電機

［3］GB/T26665—2011制動器術(shù)語

———————————

8

DB32/T4487—2023

目次

前言……………………………Ⅲ

1范圍…………………………1

2規(guī)范性引用文件……………1

3術(shù)語和定義…………………1

4儀器裝置……………………2

5測試條件……………………2

6測試程序……………………3

7測試報告……………………5

附錄A（資料性）制動電機動態(tài)力矩曲線……………………6

附錄B（資料性）制動電機動態(tài)力矩測試記錄表……………7

參考文獻…………………………8

Ⅰ

DB32/T4487—2023

制動電機動態(tài)力矩測試方法

1范圍

本文件描述了采用加速度法測量制動電機動態(tài)力矩的測試方法。

本文件適用于錐形轉(zhuǎn)子電機、帶電磁圓盤式制動器的制動電機動態(tài)力矩測試。

2規(guī)范性引用文件

本文件沒有規(guī)范性引用文件。

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

制動器brake

具有使運動部件或運動機械減速、停止或保持停止狀態(tài)等功能的裝置。

[來源：GB/T26665—2011，2.1]

3.2

制動力矩brakingtorque

制動部件與運動部件（或運動機械）間產(chǎn)生的直接迫使運動機械減速、停止的力矩。

[來源：GB/T26665—2011，4.2，有修改]

3.3

轉(zhuǎn)動慣量momentofinertia

物體的各個質(zhì)點的質(zhì)量與質(zhì)點到規(guī)定軸線的距離（半徑）平方乘積的總和（積分）。

[來源：GB/T755—2019，3.24]

3.4

制動轉(zhuǎn)速brakingrotationalspeed

開始制動時，運動部件（或運動機械）的轉(zhuǎn)速。

[來源：GB/T18276—2017，3.1]

3.5

錐形轉(zhuǎn)子電動機conicalrotormotor

轉(zhuǎn)子呈圓錐臺形的電動機。

[來源：GB/T2900.25—2008，411?33?29]

3.6

電磁圓盤式制動器diskelectromagneticbrake

借助電磁力的作用，用圓盤的端面作為摩擦副接觸面，產(chǎn)生或消除制動功能的制動器。

3.7

制動電機brakemotor

具有附加圓盤式制動器的三相異步電動機。

1

DB32/T4487—2023

4儀器裝置

4.1光電編碼器

通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，通過計算每秒光電編碼

器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當前電動機的轉(zhuǎn)速。其性能應(yīng)能夠保證可以對測試裝置的轉(zhuǎn)速進行實時采

集，其數(shù)據(jù)采集頻率不低于50Hz。

4.2測試裝置

制動電機動態(tài)力矩測試裝置見圖1，其構(gòu)成至少應(yīng)包括底座，軸器，軸承支撐座，慣量盤，光電編碼

器，電機控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速采集、計算和顯示系統(tǒng)。

標引序號說明：

1——被試制動電機；

2——制動電機安裝底座；

3——聯(lián)軸器；

4——軸承支撐座；

5——慣量盤（已配置）；

6——測試裝置底座；

7——慣量盤（未配置）；

8——光電編碼器。

圖1制動電機動態(tài)力矩測試裝置

5測試條件

5.1環(huán)境要求

制動電機動態(tài)力矩測試環(huán)境符合以下要求：

a）溫度：-20℃~+40℃；

b）海拔不應(yīng)超過1000m；

c）環(huán)境中不應(yīng)有易燃、易爆的氣體和介質(zhì)。

5.2安全要求

制動電機動態(tài)力矩測試過程中相關(guān)操作符合以下安全要求：

2

DB32/T4487—2023

a）測試作業(yè)場地應(yīng)干燥，并設(shè)置警示隔離區(qū)和警示牌；

b）電磁鐵勵磁線圈絕緣電阻在冷態(tài)下不應(yīng)小于20MΩ；

c）電磁鐵勵磁線圈應(yīng)能承受歷時1min的耐電壓試驗而不發(fā)生擊穿，試驗電壓的頻率為50Hz，并

盡可能為正弦波形，電壓有效值參照表1，此時，整流元件應(yīng)脫開進行。

表1介電試驗電壓

額定勵磁電壓（U1）介電試驗電壓（交流、有效值）（U2）

VV

≤601000

U1

60<≤3002000

U1

300<≤6602500

U1

6測試程序

6.1測試安裝

制動電機通過聯(lián)軸器安裝在測試裝置上，安裝水平度要求為0.05mm/m~0.1mm/m。

6.2單次制動功計算

根據(jù)被試制動電機規(guī)格選擇制動初轉(zhuǎn)速，計算許用單次制動功，按式（1）計算：

πnM

=0d……（1）

W60

式中：

W——許用單次制動功，單位為焦耳（J）；

——r/min

n0制動初轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分（）；

——Nm

Md額定制動力矩，單位為牛米（·）。

6.3擬配置慣量計算

根據(jù)計算所得許用單次制動功，計算擬配置慣量大小，按式（2）計算：

W

∑J=182……（2）

12

n0

式中：

∑——kgm2

J1制動軸上擬配置的轉(zhuǎn)動慣量，單位為千克平方米（·）。

6.4實際配置慣量計算

制動電機動態(tài)力矩測試實際配置慣量按照以下方式計算。

a∑∑

）實際配置轉(zhuǎn)動慣量時，依據(jù)J1的大小、測試裝置自身慣量J2和測試裝置實際慣量盤的設(shè)計

∑

要求，配置實際增加慣量J3。

b）測試裝置總轉(zhuǎn)動慣量∑J，按式（3）計算。

∑=∑+∑……3

JJ2J3（）

式中：

∑——kgm2

J2測試裝置自身的轉(zhuǎn)動慣量，單位為千克平方米（·）；

3

DB32/T4487—2023

∑——kgm2

J3制動軸上實際配置的轉(zhuǎn)動慣量，單位為千克平方米（·）。

c）實際配置總轉(zhuǎn)動慣∑J滿足式（4）的要求。

|∑J-∑J|

|1|×100%≤5%……（4）

|∑J|

6.5動態(tài)力矩測試

6.5.1跑合試驗

6.4∑20

依據(jù)的計算，將慣量J3配置到測試裝置中，進行不超過次的跑合試驗，使制動器摩擦片受

力均勻。

6.5.2數(shù)據(jù)采集

制動電機動態(tài)力矩測試數(shù)據(jù)采集按照如下要求：

a

）根據(jù)制動電機性能，將制動電機加速到額定轉(zhuǎn)速n1；

b）制動電機達到額定轉(zhuǎn)速并保持穩(wěn)定后，斷電制動，光電編碼器同時采集制動電機速度變化，一直

到速度降為0，數(shù)據(jù)采集完成。

6.5.3數(shù)據(jù)計算

制動電機動態(tài)力矩測試數(shù)據(jù)計算按照如下要求：

a）動態(tài)力矩采用加速度法計算；

b

）整個測試過程中的轉(zhuǎn)速由編碼器測試并由計算機等間隔不斷采集轉(zhuǎn)速信號n0，n1，n2，n3，…，

n，n；計算機運算模型如下：

n-1n

∑J(n-n)

M=01η………（5）

bd19.55t

∑J(n-n)

M=12η………（6）

bd29.55t

∑J(n-n)

M=23η………（7）

bd39.55t

∑J(n-n)

M=n-1nη………（8）